内容正文:
化学
考生注意:
1.本试卷分选择题和非选择题两部分。满分100分,考试时间75分钟。
2.答题前,考生务必用直径0.5毫米黑色墨水签字笔将密封线内项目填写清楚。
3.考生作答时,请将答案答在答题卡上。选择题每小题选出答案后,用2B铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑;非选择题请用直径0.5毫米黑色墨水签字笔在答题卡上各题的答题区域内作答,超出答题区域书写的答案无效,在试题卷、草稿纸上作答无效。
4、本卷命题范围:人教版选择性必修1第一章~第二章。
5.可能用到的相对原子质量:H 1 C 12 N 14 O 16
一、选择题(本题共14小题,每小题3分,共42分。在每小题给出的四个选项中,只有一项是符合题目要求的)
1. 我国长征五号遥七运载火箭使用液氧/煤油和液氧/液氢两种推进剂组合液。下列说法错误的是
A. 煤油属于化石燃料 B. 煤油不完全燃烧会产生污染物
C. 氢能属于清洁能源 D. 氢气易于运输
2. 创造美好生活,离不开化学知识灵活运用。下列物质用途与化学反应速率密切相关的是
A. 用食醋浸泡水垢 B. 食品袋中铁粉作抗氧化剂
C. 新汽车里放置活性炭 D. 在发酸的面团中添加食用碱
3. 下列反应中能量变化符合图中所示且属于氧化还原反应的是
A. 浓硫酸溶于水 B. 生石灰与水反应
C. 氢气在氧气中燃烧 D. 灼热的碳与水蒸气制备水煤气的反应
4. 浓度为的盐酸与过量的锌粉反应,若加入适量的下列物质,能减慢反应速率但又不影响氢气生成量的是
A. 溶液 B. 固体 C. 固体 D. 固体
5. 下列关于热化学方程式的描述(的数值均无误)正确的是
A.
B. 氢气的燃烧热,则电解水的热化学方程式为
C. 已知 ,密闭容器中充入和发生该反应,放出的热量
D. 已知,,增大压强平衡右移,放出的热量增大,则减小
6. 下列操作或现象可以用勒夏特列原理解释的是
A. 红棕色加压后颜色变深 B. 用排饱和食盐水法收集氯气
C. 合成氨使用铁触媒催化剂 D. 钢铁在潮湿的空气中易生锈
7. 下列说法错误的是
A. 气体受压缩后,颜色先变深后变浅,能用勒夏特列原理解释
B. 平衡向右移动时,化学平衡常数K不一定变化
C. 增大气态反应物的浓度,增加活化分子百分数,化学反应速率加快
D. 反应 在低温条件下可自发进行
8. 在恒容密闭容器中进行反应,、、Z的起始物质的量分别为0.2mol、0.6mol、0.4mol,当达到平衡状态时,下列结论的数据一定错误的是
A. ,
B.
C. ,
D. 的化学式可表示为,
9. 在的密闭容器中,放入镍粉并充入一定量的气体,一定条件下发生反应:,已知该反应的平衡常数与温度的关系如下表:
温度/℃
20
60
210
平衡常数
2
下列说法正确的是
A. 上述生成的反应为吸热反应
B. 20℃时反应的平衡常数为
C. 在60℃时,测得某时刻的物质的量均为,则此时
D. 60℃达到平衡时,测得,则的平衡浓度为
10. 金刚石和石墨均为碳的同素异形体,它们在氧气不足时燃烧生成一氧化碳,充分燃烧时生成二氧化碳,反应中放出的热量如图所示。下列说法错误的是
A. 在通常状况下,石墨比金刚石更稳定
B. 石墨的燃烧热ΔH为-393.5kJ·mol-1
C. 金刚石和石墨的燃烧反应均为放热反应
D. CO燃烧生成CO2的热化学反应方程式为
11. 下列有关装置的选择及操作、原理或现象的描述均正确的是
A.通过注射器活塞右移,验证钠和水反应放热
B.探究浓度对化学反应速率(溶液褪色快慢)的影响
C.探究浓度对的影响
D.探究压强对化学平衡的影响
A. A B. B C. C D. D
12. 下列有关化学反应速率的说法正确的是
A. 催化氧化生成是放热反应,所以升高温度,正反应速率减慢
B. 盐酸与纯锌片反应,加入适量的氯化钠溶液,反应速率不变
C. 用铁片和稀硫酸反应制取氢气时,改用98%的浓硫酸可以加快产生氢气的速率
D. 和可以缓慢反应生成和,增大体积,减小压强,反应速率减慢
13. 工业上制金属钛是先将金红石和炭粉混合加热至,进行氯化处理,发生反应如下: ,再采用金属热还原法还原四氯化钛得到钛。上述反应达到平衡后,下列说法正确的是
A. 反应达平衡时,
B. 其他条件不变,升高温度,平衡常数减小,
C. 其他条件不变,减小压强,平衡向右移动
D. 其他条件不变,分离出,正反应速率增大
14. 反应经历两步:①;②。反应体系中、、的物质的量浓度()随时间(t)的变化曲线如图所示。下列说法错误的是
A. b为随的变化曲线
B. 时
C. 时反应①生成的大于反应②消耗的
D. 时
二、非选择题(本题共4小题,共58分)
15. 某小组同学利用50mL0.50mol·L-1盐酸和50mL0.55mol·L-1NaOH溶液进行中和反应反应热的测定,得到如下数据。已知:假设盐酸和氢氧化钠溶液的密度都是1g·cm-3,中和反应后生成溶液的比热容c=4.18J·g-1·℃-1。回答下列问题:
实验序号
起始温度T1/℃
终止温度T2/℃
盐酸
氢氧化钠溶液
混合溶液
1
20.0
20.1
23.2
2
20.2
20.4
23.4
3
20.5
20.6
24.6
4
20.3
20.4
23.4
(1)实验过程中除了如图所示装置外,还需要其他的仪器名称是___________,向盐酸溶液中倒入NaOH溶液的正确操作是___________ (填字母)。所用NaOH溶液要稍过量的原因是___________。
A.沿玻璃棒缓慢倒入 B.分三次倒入 C.一次迅速倒入
(2)反应前后温度平均变化量为___________℃。依据该学生的实验数据计算,该实验测得的中和反应反应热ΔH=___________kJ·mol-1(结果保留一位小数)。在实验过程中,如果不把温度计上的酸用水冲洗干净直接测量NaOH溶液的温度,则测得的ΔH___________(填“偏高”或“偏低”)
(3)现将一定量的稀氢氧化钠溶液、稀氢氧化钙溶液、稀氨水分别和1L1mol·L-1的稀盐酸恰好完全反应,其反应热分别为ΔH1、ΔH2、ΔH3,则ΔH1、ΔH2、ΔH3由大到小的关系为___________。
(4)测定中和反应反应热时,不能选用浓硫酸,原因是___________。
16. 足量碳和在密闭容器中发生反应:,一段时间后达到平衡状态。回答下列问题:
(1)增加碳的量,化学反应速率_____(填“增大”“减小”或“不变”)。升高温度,物质的量浓度增大的是_____(填化学式)。
(2)恒压条件下充入,平衡_____(填“正向移动”“逆向移动”或“不移动”)。平衡常数_____(填“增大”“减小”或“不变”)。
(3)恒容条件下充入,的转化率_____(填“增大”“减小”或“不变”,下同)。恒容条件下通入,再平衡时的物质的量浓度和原平衡相比_____。
(4)恒压下充入,再平衡时的物质的量浓度和原平衡相比_____(填“增大”“减小”或“不变”)。
17. 由化学能转变的热能仍然是人类目前使用的最主要能源之一。回答下列问题:
(1)科学家用X射线激光技术观察到与在催化剂表面形成化学键的过程。反应过程的示意图如下:
①CO和O结合成的过程中要_____(填“吸收”或“放出”)热量。
②状态Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ中,最稳定的是_____,原因是_____。
③若和所具有的能量为,则相同条件下,和所具有的能量_____(填“>”“<”或“=”,下同),所具有的能量_____。
(2)是一种优质燃料。在下,每充分燃烧生成时会释放热量。写出表示燃烧热的热化学反应方程式:_____。
(3)纳米级由于具有优良的催化性能而受到关注。已知:
;
;
。
则工业上用炭粉在高温条件下还原制取和的热化学方程式为_____。
(4)和反应生成的过程中能量变化如图所示,计算该反应中每消耗放出的热量为_____。
18. 二甲醚()被称为21世纪的“清洁能源”,研究二甲醚的合成与制备具有重要意义。回答下列问题:
(1)将燃煤废气中的转化为的反应原理为。已知在压强为下,该反应在不同温度、不同投料比时,的转化率如图所示。
①此反应_____(填“放热”或“吸热”);若温度不变,提高投料比,则将_____(填“增大”“减小”或“不变”)。
②对于反应,一定可以提高平衡体系中二甲醚的百分含量,又能加快反应速率的措施是_____(填字母)。
a.升高温度 b.增大浓度 c.加入催化剂 d.增大压强
(2)采用一种新型催化剂(主要成分是合金),利用和制备。
主反应:;
副反应:;
。
平衡转化率或平衡产率与温度的关系如图所示。
①主反应自发进行的程度很大,可以得出该反应的_____(填“>”或“<”)0,工业上选择的较适宜温度范围为_____。
②对于处于化学平衡状态的副反应:,代表正反应的平衡常数,代表逆反应的平衡常数,则_____。已知反应速率,其中和分别代表正反应和逆反应速率常数(只和温度有关),则该反应的化学平衡常数_____(用和表示)。
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化学
考生注意:
1.本试卷分选择题和非选择题两部分。满分100分,考试时间75分钟。
2.答题前,考生务必用直径0.5毫米黑色墨水签字笔将密封线内项目填写清楚。
3.考生作答时,请将答案答在答题卡上。选择题每小题选出答案后,用2B铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑;非选择题请用直径0.5毫米黑色墨水签字笔在答题卡上各题的答题区域内作答,超出答题区域书写的答案无效,在试题卷、草稿纸上作答无效。
4、本卷命题范围:人教版选择性必修1第一章~第二章。
5.可能用到的相对原子质量:H 1 C 12 N 14 O 16
一、选择题(本题共14小题,每小题3分,共42分。在每小题给出的四个选项中,只有一项是符合题目要求的)
1. 我国长征五号遥七运载火箭使用液氧/煤油和液氧/液氢两种推进剂组合液。下列说法错误的是
A. 煤油属于化石燃料 B. 煤油不完全燃烧会产生污染物
C. 氢能属于清洁能源 D. 氢气易于运输
【答案】D
【解析】
【详解】A.煤油由石油分馏得到,而石油属于化石燃料,因此煤油属于化石燃料,A正确;
B.煤油不完全燃烧会生成CO、碳颗粒等污染物,B正确;
C.氢气燃烧产物为水,无污染,属于清洁能源,C正确;
D.氢气密度小,储存和运输需高压或低温液化,难度大且成本高,D错误;
答案选D。
2. 创造美好生活,离不开化学知识灵活运用。下列物质用途与化学反应速率密切相关的是
A. 用食醋浸泡水垢 B. 食品袋中铁粉作抗氧化剂
C. 新汽车里放置活性炭 D. 在发酸的面团中添加食用碱
【答案】B
【解析】
【详解】A.水垢的主要成分是碳酸钙和氢氧化镁,二者与食醋中的醋酸反应生成的醋酸钙和醋酸镁,从而去除水垢,与化学反应速率无关,A不符合题意;
B.食品袋中铁粉作抗氧化剂,降低食品被氧化的速率,确保食品长时间保存,B符合题意;
C.新汽车里放置活性炭是利用其吸附性吸附车里的异味,属于物理性质,没有涉及化学反应,C不符合题意;
D.在发酸的面团中添加食用碱,是因食用碱中的碳酸钠能与酸反应,与化学反应速率无关,D不符合题意;
故选B。
3. 下列反应中能量变化符合图中所示且属于氧化还原反应的是
A. 浓硫酸溶于水 B. 生石灰与水反应
C. 氢气在氧气中燃烧 D. 灼热的碳与水蒸气制备水煤气的反应
【答案】C
【解析】
【分析】反应物总能量高于生成物总能量,该反应属于放热反应。
【详解】A.浓硫酸溶于水放热,但为物理变化,故A错误;
B.生石灰与水反应是放热反应,生成物的总能量低,但为非氧化还原反应,故B错误;
C.氢气在氯气中燃烧是放热反应,生成物的总能量低,且属于氧化还原反应,故C正确;
D.灼热的炭与二氧化碳反应生成CO,属于吸热反应,故D错误;
故选C。
4. 浓度为的盐酸与过量的锌粉反应,若加入适量的下列物质,能减慢反应速率但又不影响氢气生成量的是
A. 溶液 B. 固体 C. 固体 D. 固体
【答案】A
【解析】
【详解】A.氯化钾不和锌反应,若加入氯化钾溶液,则对盐酸产生稀释作用,氢离子浓度减小,但物质的量不变,A项符合题意;
B.加入固体,使溶液中的的浓度和物质的量均增大,导致反应速率增大,生成氢气的量增大,B项不符合题意;
C.加入硫酸铜固体,会与锌反应生成铜,构成铜锌原电池,会加快反应速率,C项不符合题意;
D.加入硝酸钠固体,硝酸根离子在酸性条件下具有强氧化性,会与锌反应生成气体,D项不符合题意;
答案选A。
5. 下列关于热化学方程式的描述(的数值均无误)正确的是
A.
B. 氢气的燃烧热,则电解水的热化学方程式为
C. 已知 ,密闭容器中充入和发生该反应,放出的热量
D. 已知,,增大压强平衡右移,放出的热量增大,则减小
【答案】B
【解析】
【详解】A.ΔH单位应为kJ·mol-1而非kJ,故A错误;
B.氢气的燃烧热,即1mol氢气燃烧生成液态水放热285.8kJ,正逆反应的焓变互为相反数,所以 ,故B正确;
C.为可逆反应,和无法完全转化,实际生成氨气的物质的量小于2 mol,所以放热小于92.4kJ,故C错误;
D.,,表示按化学计量数完全反应时的焓变,是一个定值,不随平衡移动而改变。增大压强,平衡向正反应方向移动,反应物转化率增大,实际放出的热量增多,但不变,故D错误;
选B。
6. 下列操作或现象可以用勒夏特列原理解释的是
A. 红棕色加压后颜色变深 B. 用排饱和食盐水法收集氯气
C. 合成氨使用铁触媒催化剂 D. 钢铁在潮湿的空气中易生锈
【答案】B
【解析】
【详解】A.增大压强一半是通过压缩体积来实现的,体积减小,浓度变大,所以颜色变深,A错误;
B.氯气能够溶于水,存在,饱和食盐水中含有大量氯离子,促使平衡逆向移动,降低氯气在食盐水中的溶解度,可以用勒夏特列原理解释,B正确;
C.催化剂只改变反应速率,不能使平衡发生移动,C错误;
D.钢铁在潮湿的空气中容易生锈,是因为形成原电池,发生电化学腐蚀,与勒夏特列原理无关,D错误;
故选B。
7. 下列说法错误的是
A. 气体受压缩后,颜色先变深后变浅,能用勒夏特列原理解释
B. 平衡向右移动时,化学平衡常数K不一定变化
C. 增大气态反应物的浓度,增加活化分子百分数,化学反应速率加快
D. 反应 在低温条件下可自发进行
【答案】C
【解析】
【详解】A.的反应体系中,加压时平衡向正反应方向移动,但加压的瞬间增大,颜色变深,然后浓度再逐渐减小,颜色先变深后变浅,可以用勒夏特列原理解释,A项正确;
B.因改变压强或浓度引起化学平衡移动时,化学平衡常数不变,则平衡向右移动时,不一定变化,B项正确;
C.增大气态反应物的浓度,增加单位体积内活化分子有效碰撞次数,化学反应速率加快,但活化分子百分数保持不变,C项错误;
D.当时,反应才能自发进行,这是一个放热的熵减反应,在低温条件下,反应可自发进行,D项正确;
答案选C。
8. 在恒容密闭容器中进行反应,、、Z的起始物质的量分别为0.2mol、0.6mol、0.4mol,当达到平衡状态时,下列结论的数据一定错误的是
A. ,
B.
C. ,
D. 的化学式可表示为,
【答案】A
【解析】
【详解】若反应向正反应进行到达平衡,X2、Y2的物质的量最小,Z的物质的量最大,假定完全反应,则: ,
若反应逆正反应进行到达平衡,X2、Y2的物质的量最大,Z的物质的量最小,假定完全反应,则:
由于为可逆反应,物质不能完全转化,所以平衡时物质的量范围为0 mol<n(X2)<0.4mol,0 mol<n(Y2)<1.2 mol,0 mol<n(Z)<0.8 mol同时有反应可知,当反应物减少时生成物一定增加,当反应物增加时生成物一定减少,反应物和生成物不能同时增加或减少。
A.当,时,Z的物质的量为0 mol,不符合可能反应特征,A符合题意;
B.根据分析,Y2的物质的量范围为0 mol<n(Y2)<1.2 mol,可能成立,B不符合题意;
C.按照方程式系数关系,Z逆向转化0.2mol,可以得到,,C不符合题意;
D.当的化学式表示为,X2转化0.1mol,Y2转化0.3mol,,可以成立,D不符合题意;
故选A。
9. 在的密闭容器中,放入镍粉并充入一定量的气体,一定条件下发生反应:,已知该反应的平衡常数与温度的关系如下表:
温度/℃
20
60
210
平衡常数
2
下列说法正确的是
A. 上述生成的反应为吸热反应
B. 20℃时反应的平衡常数为
C. 在60℃时,测得某时刻的物质的量均为,则此时
D. 60℃达到平衡时,测得,则的平衡浓度为
【答案】D
【解析】
【详解】A.温度升高平衡常数减小,说明升温平衡逆向移动,可知生成Ni(CO)4的反应为放热反应,故A错误;
B.20℃时,平衡常数为5×104,正逆反应的平衡常数互为倒数,所以反应的平衡常数为,故B错误;
C.在60℃时,测得某时刻的物质的量均为,此时浓度商Q=,所以反应逆向进行,v(逆)>v(正),故C错误;
D.60℃达到平衡时,,K=,即的平衡浓度为,D正确;
选D。
10. 金刚石和石墨均为碳的同素异形体,它们在氧气不足时燃烧生成一氧化碳,充分燃烧时生成二氧化碳,反应中放出的热量如图所示。下列说法错误的是
A. 在通常状况下,石墨比金刚石更稳定
B. 石墨的燃烧热ΔH为-393.5kJ·mol-1
C. 金刚石和石墨的燃烧反应均为放热反应
D. CO燃烧生成CO2的热化学反应方程式为
【答案】D
【解析】
【分析】由图可知:1molO2+1molC(金刚石)的能量比1molCO2的能量高395.0kJ,即1molO2和1molC(金刚石)完全反应生成1molCO2放出395.0kJ的能量;1molO2+1molC(石墨)的能量比1molCO+1/2molO2的能量高110.5kJ,即1/2molO2和1molC(石墨)反应生成1molCO放出110.5kJ的能量;1molCO+1/2molO2的能量比1molCO2的能量高283.0kJ,即1molCO和1/2molO2完全反应生成1molCO2放出283.0kJ的能量;
【详解】A.因为金刚石与氧气的总能量大于石墨与氧气的总能量,而氧气等量,所以金刚石的能量大于石墨的能量,能量越低越稳定,所以石墨稳定,A正确;
B.燃烧热是在101 kPa时,1 mol物质完全燃烧生成稳定的氧化物时所放出的热量;由图,石墨燃烧热的热化学方程式为:C(石墨,s)+O2(g)=CO2 (g)ΔH=-393.5kJ·mol-1,B正确;
C.由分析,金刚石和石墨的燃烧反应均为放热反应,C正确;
D.CO燃烧生成CO2的热化学反应方程式为,D错误;
故选D。
11. 下列有关装置的选择及操作、原理或现象的描述均正确的是
A.通过注射器活塞右移,验证钠和水反应放热
B.探究浓度对化学反应速率(溶液褪色快慢)的影响
C.探究浓度对的影响
D.探究压强对化学平衡的影响
A. A B. B C. C D. D
【答案】C
【解析】
【详解】A.钠与水反应生成氢气(气体量增加)且放热(气体膨胀),注射器活塞右移可能由生成气体或放热导致,无法单独验证放热,A错误;
B.高锰酸钾溶液带颜色,探究浓度对反应速率的影响,应该将高锰酸钾浓度相等,草酸浓度不同来分析,两试管中KMnO4浓度不同,褪色时间不同,无法探究浓度对速率的影响,B错误;
C.试管a中Fe3+与SCN-反应达平衡显红色,加入NaOH后,OH-与Fe3+生成沉淀使Fe3+浓度减小,平衡逆向移动(Fe(SCN)3浓度降低),红色变浅,可探究Fe3+浓度对平衡的影响,C正确;
D.反应H2(g)+I2(g)⇌2HI(g)前后气体分子数相等,改变压强平衡不移动,无法探究压强对平衡的影响,D错误;
故答案选C。
12. 下列有关化学反应速率的说法正确的是
A. 催化氧化生成是放热反应,所以升高温度,正反应速率减慢
B. 盐酸与纯锌片反应,加入适量的氯化钠溶液,反应速率不变
C. 用铁片和稀硫酸反应制取氢气时,改用98%的浓硫酸可以加快产生氢气的速率
D. 和可以缓慢反应生成和,增大体积,减小压强,反应速率减慢
【答案】D
【解析】
【详解】A.升高温度会增大活化分子百分数,无论反应放热还是吸热,正、逆反应速率均加快,A错误;
B.加入氯化钠溶液稀释了盐酸,H+浓度降低,反应速率减慢,B错误;
C.浓硫酸会使铁钝化,阻碍反应进行,无法加快产氢速率,C错误;
D.增大体积减小压强,气体浓度降低,反应速率减慢,D正确;
答案选D。
13. 工业上制金属钛是先将金红石和炭粉混合加热至,进行氯化处理,发生反应如下: ,再采用金属热还原法还原四氯化钛得到钛。上述反应达到平衡后,下列说法正确的是
A. 反应达平衡时,
B. 其他条件不变,升高温度,平衡常数减小,
C. 其他条件不变,减小压强,平衡向右移动
D. 其他条件不变,分离出,正反应速率增大
【答案】C
【解析】
【详解】A.反应达平衡时,正逆反应速率比等于系数比,所以反应达平衡时,,故A错误;
B.该反应ΔH>0,升高温度时,平衡向正反应方向移动,平衡常数K增大,故B错误;
C.正反应气体物质的量增多,减小压强时,平衡向右移动,故C正确;
D.分离出TiCl4,TiCl4浓度降低,逆反应速率立即减小,正反应速率逐渐减小,故D错误;
选C。
14. 反应经历两步:①;②。反应体系中、、的物质的量浓度()随时间(t)的变化曲线如图所示。下列说法错误的是
A. b为随的变化曲线
B. 时
C. 时反应①生成的大于反应②消耗的
D. 时
【答案】D
【解析】
【分析】由题中信息可知,反应X=3Z经历两步:①X→Y;②Y→3Z。图中呈不断减小趋势的a线为c(X)随时间t的变化曲线,呈不断增加趋势的b线为c(z)随时间t的变化曲线,先增加后减小的c线为c(Y)随时间t的变化曲线。
【详解】A.Z为最终产物,其浓度随时间持续增大,曲线b应呈上升趋势,故b为c(Z)的变化曲线,A正确;
B.由图可知,分别代表3种不同物质的曲线相交于t1时刻,三者浓度相等,B正确;
C.t1 s时Y浓度仍在上升,说明反应①生成Y的速率大于反应②消耗Y的速率,即生成的Y大于消耗的Y,C正确;
D.设时,先分析反应②:转化了,则初始;再分析反应①:转化了,则;,D错误
故选D。
二、非选择题(本题共4小题,共58分)
15. 某小组同学利用50mL0.50mol·L-1盐酸和50mL0.55mol·L-1NaOH溶液进行中和反应反应热的测定,得到如下数据。已知:假设盐酸和氢氧化钠溶液的密度都是1g·cm-3,中和反应后生成溶液的比热容c=4.18J·g-1·℃-1。回答下列问题:
实验序号
起始温度T1/℃
终止温度T2/℃
盐酸
氢氧化钠溶液
混合溶液
1
20.0
20.1
23.2
2
20.2
20.4
23.4
3
20.5
20.6
24.6
4
20.3
20.4
23.4
(1)实验过程中除了如图所示装置外,还需要其他的仪器名称是___________,向盐酸溶液中倒入NaOH溶液的正确操作是___________ (填字母)。所用NaOH溶液要稍过量的原因是___________。
A.沿玻璃棒缓慢倒入 B.分三次倒入 C.一次迅速倒入
(2)反应前后温度平均变化量为___________℃。依据该学生的实验数据计算,该实验测得的中和反应反应热ΔH=___________kJ·mol-1(结果保留一位小数)。在实验过程中,如果不把温度计上的酸用水冲洗干净直接测量NaOH溶液的温度,则测得的ΔH___________(填“偏高”或“偏低”)
(3)现将一定量的稀氢氧化钠溶液、稀氢氧化钙溶液、稀氨水分别和1L1mol·L-1的稀盐酸恰好完全反应,其反应热分别为ΔH1、ΔH2、ΔH3,则ΔH1、ΔH2、ΔH3由大到小的关系为___________。
(4)测定中和反应反应热时,不能选用浓硫酸,原因是___________。
【答案】(1) ①. 量筒 ②. C ③. 为了确保盐酸被完全中和
(2) ①. 3.1 ②. ﹣51.8 ③. 偏高
(3)
(4)浓硫酸溶于水会放出热量,影响实验结果
【解析】
【小问1详解】
除了如图所示装置外,还需要其他的仪器名称是量筒;倒入氢氧化钠溶液时,必须一次迅速的倒入,目的是减少热量的散失,不能分几次倒入氢氧化钠溶液,否则会导致热量散失,影响测定结果,故选C;所用NaOH溶液要稍过量的原因是为了确保盐酸被完全中和;
【小问2详解】
第1次实验盐酸和NaOH溶液起始平均温度为20.05℃,反应后温度为:23.2℃,反应前后温度差为:3.15℃;第2次实验盐酸和NaOH溶液起始平均温度为20.3℃,反应后温度为:23.4℃,反应前后温度差为:3.1℃;第3次实验盐酸和NaOH溶液起始平均温度为20.55℃,反应后温度为:24.6℃,反应前后温度差为:4.05℃;第4次实验盐酸和NaOH溶液起始平均温度为20.35℃,反应后温度为:23.4℃,反应前后温度差为:3.05℃;第三次误差较大,应舍去,平均温差为3.1℃;50mL0.50mol·L-1盐酸和50mL0.55mol·L-1NaOH进行中和反应生成水的物质的量为0.025mol,溶液的质量为:100mL×1g/mL=100g,温度变化的值为3.1℃,则生成0.025mol水放出的热量为Q=c×m×△T=4.18J·g-1·℃-1×100g×3.1℃=1295.8J,即1.2958kJ,所以实验测得的中和热ΔH==﹣51.8 kJ·mol-1;如果不把温度计上的酸用水冲洗干净直接测量NaOH溶液的温度则会有一定的热量损失,ΔH为负值,测得的ΔH偏高;
【小问3详解】
中和热是强酸强碱稀溶液完全反应生成1mol水放出的热量,一定量的稀氢氧化钠溶液、稀氢氧化钙溶液和稀盐酸恰好完全反应放热;一水合氨是弱电解质,存在电离平衡,电离过程是吸热程,稀氨水和稀盐酸恰好完全反应放热小于中和热,反应焓变是负值,所以;
【小问4详解】
测定中和反应反应热时,不能选用浓硫酸,原因是浓硫酸溶于水会放出热量,影响实验结果。
16. 足量碳和在密闭容器中发生反应:,一段时间后达到平衡状态。回答下列问题:
(1)增加碳的量,化学反应速率_____(填“增大”“减小”或“不变”)。升高温度,物质的量浓度增大的是_____(填化学式)。
(2)恒压条件下充入,平衡_____(填“正向移动”“逆向移动”或“不移动”)。平衡常数_____(填“增大”“减小”或“不变”)。
(3)恒容条件下充入,的转化率_____(填“增大”“减小”或“不变”,下同)。恒容条件下通入,再平衡时的物质的量浓度和原平衡相比_____。
(4)恒压下充入,再平衡时的物质的量浓度和原平衡相比_____(填“增大”“减小”或“不变”)。
【答案】(1) ①. 不变 ②.
(2) ①. 正向移动 ②. 不变
(3) ①. 不变 ②. 增大
(4)不变
【解析】
【小问1详解】
碳为固体,增加物质的量对反应速率无影响,反应速率不变;反应焓变大于零,所以升高温度平衡正向移动,CO2浓度减小,CO浓度增大。
【小问2详解】
恒压下充入N2,容器体积增大,相当于减压,平衡向气体分子数增多的方向移动,即反应平衡正向移动;平衡常数只与温度有关,所以平衡常数K不变。
【小问3详解】
恒容下充入惰性气体N2,对反应平衡无影响CO2转化率不变;恒容下充入CO2,平衡正向移动,但最终平衡移动结果为CO2浓度仍然增大。
【小问4详解】
根据PV=nRT,,则恒压时,气体总浓度不变,而平衡常数K=不变,所以气体浓度均不变。
17. 由化学能转变的热能仍然是人类目前使用的最主要能源之一。回答下列问题:
(1)科学家用X射线激光技术观察到与在催化剂表面形成化学键的过程。反应过程的示意图如下:
①CO和O结合成的过程中要_____(填“吸收”或“放出”)热量。
②状态Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ中,最稳定的是_____,原因是_____。
③若和所具有的能量为,则相同条件下,和所具有的能量_____(填“>”“<”或“=”,下同),所具有的能量_____。
(2)是一种优质燃料。在下,每充分燃烧生成时会释放热量。写出表示燃烧热的热化学反应方程式:_____。
(3)纳米级由于具有优良的催化性能而受到关注。已知:
;
;
。
则工业上用炭粉在高温条件下还原制取和的热化学方程式为_____。
(4)和反应生成的过程中能量变化如图所示,计算该反应中每消耗放出的热量为_____。
【答案】(1) ①. 放出 ②. 状态Ⅲ ③. 状态Ⅲ所具有的能量最低 ④. < ⑤. <
(2)
(3) (或其他合理形式)
(4)
【解析】
【小问1详解】
①CO和O结合成CO2的过程中是形成新的化学键,要放出热量;
②状态Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ中,最稳定的是状态Ⅲ,原因是能量越低越稳定;
③断裂化学键要吸收能量,则1 mol CO(g)和1 mol O(g)所具有的能量大于1 mol CO(g)和0.5 mol O2(g)所具有的能量;根据图示该过程为放热过程,则1 mol CO2(g)所具有的能量小于1 mol CO(g)和1 mol O(g)所具有的能量。
【小问2详解】
在25℃、101 kPa下,甲醇(CH3OH)燃烧生成CO2和1g液态水时放热20.16 kJ,则生成2 mol液态水放出热量为20.16 kJ×2×18=725.76 kJ,表示甲醇燃烧热的热化学方程式为: =﹣725.76 kJ·mol-1
【小问3详解】
根据盖斯定律,①+②-③得到目标反应,其焓变为则用炭粉在高温条件下还原CuO制取Cu2O和CO的热化学方程式为 。
【小问4详解】
根据1 mol N2和3 mol H2反应生成2 mol NH3过程中能量变化示意图,反应焓变=335 kJ/mol-427.2 kJ/mol=﹣92.2 kJ/mol,所以每消耗1 mol N2放出热量为92.2 kJ。
18. 二甲醚()被称为21世纪的“清洁能源”,研究二甲醚的合成与制备具有重要意义。回答下列问题:
(1)将燃煤废气中的转化为的反应原理为。已知在压强为下,该反应在不同温度、不同投料比时,的转化率如图所示。
①此反应_____(填“放热”或“吸热”);若温度不变,提高投料比,则将_____(填“增大”“减小”或“不变”)。
②对于反应,一定可以提高平衡体系中二甲醚的百分含量,又能加快反应速率的措施是_____(填字母)。
a.升高温度 b.增大浓度 c.加入催化剂 d.增大压强
(2)采用一种新型催化剂(主要成分是合金),利用和制备。
主反应:;
副反应:;
。
平衡转化率或平衡产率与温度的关系如图所示。
①主反应自发进行的程度很大,可以得出该反应的_____(填“>”或“<”)0,工业上选择的较适宜温度范围为_____。
②对于处于化学平衡状态的副反应:,代表正反应的平衡常数,代表逆反应的平衡常数,则_____。已知反应速率,其中和分别代表正反应和逆反应速率常数(只和温度有关),则该反应的化学平衡常数_____(用和表示)。
【答案】(1) ①. 放热 ②. 不变 ③. d
(2) ①. < ②. 280~290℃ ③. 1 ④.
【解析】
【小问1详解】
从图中可以看出,降低温度,CO2的转化率增大,则此反应放热;若温度不变,提高投料比,则K将不变;
a.升高温度,可以加快反应速率,但平衡逆向移动,二甲醚的百分含量减小,a错误;
b.增大CO2浓度,可以加快反应速率,使平衡正向移动,但由于总量增大,二甲醚的百分含量不一定增大,b错误;
c.加入催化剂,可以加快反应速率,但不改变CO2的平衡转化率,c错误;
d.增大压强,反应速率加快,平衡正向移动,CO2的转化率增大,d正确;
故答案选d。
【小问2详解】
主反应为气体分子数减小的反应,即 ΔS<0。由于该反应自发进行的程度很大(ΔG<0),根据反应自发性判据 ΔG=ΔH−TΔS<0,要使反应自发,焓变必须起决定性作用,即该反应的 ΔH<0;从图中可以看出,工业上选择的较适宜温度范围为280~290℃;
对于处于化学平衡状态的副反应,代表正反应的平衡常数,代表逆反应的平衡常数,则=,所以,已知反应速率,其中和分别代表正反应和逆反应速率常数(只和温度有关),当反应达平衡时,=0,则该反应的化学平衡常数K=。
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